Name: In vitro에서 숙주-병원체 상호 작용을 조사하기 위한 유기형 조직 모델 시스템 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-03-28T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 41 s
Description: 배우세요 인체 구강 상피 유기형 조직 모델을 활용한 숙주-병원체 상호 작용 연구 방법을. 바이오필름 자극에 따른 염증 바이오마커 상향 조절을 분석하여 구강 질환 치료 개발에 활용할 수 있습니다.

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<table><tbody><tr><td>13 mm 하이드록시아파타이트 (HA) 디스크</td><td>Plasma Biotal Limited</td><td>n/a (주문 제작)</td><td>치아 표면을 모방한 구강 생물막 형성을 위한 기질</td></tr><tr><td>19 G 바늘 (40 mm)&nbsp;</td><td>VWR</td><td>613-2028</td><td>플레이트에서 HA 디스크를 제거하고 삽입물에서 조직을 잘라내는 데 사용됩니다</td></tr>. <tr><td>24 웰 TC 처리된 평평한 바닥 마이크로타이터 플레이트와 뚜껑이 있습니다&nbsp;</td><td>과학 실험실 용품</td><td>3524 (100개 팩)</td><td>생물막 배양 및 조직 공동 배양 실험용 플레이트</td></tr><tr><td>산성 세척 유리 구슬 (425-600 &mu; m)</td><td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>G8772</td><td>RNA 추출의 수율을 향상시키기 위한 조직 용해용&nbsp; &nbsp;</td></tr><tr><td>방선균 naeslundii DSM 17233&nbsp;</td><td>Leibniz Institute DSMZ</td><td>n/a</td><td>복합 생물막 모델에 사용되는 미생물 중 하나</td></tr><tr><td>Bead Mill 24 Homogenizer (또는 동급)&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>15-340-163</td><td>RNA 추출의 수율을 향상시키기 위한 조직 용해를 위해&nbsp; &nbsp;</td></tr><tr><td>비쥬&nbsp; (7mL)</td><td>Greiner Bio-One</td><td>189170 (백당 700개)</td><td>생물막 초음파 처리에 사용&nbsp; &nbsp;</td></tr><tr><td>cDNA 합성 키트 (고용량)</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>4368814 (200회 반응용)</td><td>조직 RNA</td></tr><tr><td>Columbia Blood Agar (CBA) 베이스에서 cDNA 합성&nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>CM0331B (500g용)</td><td>호기성 미생물 배양을 위한 CBA 플레이트를 준비하는 데 사용</td></tr><tr><td>제세된 말 혈액</td><td>E& O Laboratories</td><td>DHB</td><td>호기성 및 혐기성 미생물 배양을 위한 CBA 및 FAA 플레이트를 보충하는 데 사용</td></tr><tr><td>Dulbecco의 인산염 완충 식염수(dPBS: CaCl2 및 MgCl2)</td>Merck: <td>생물막 초음파 처리와 세포 공동 배양을 위한</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>DB537</td> dPBS</tr><tr><td>Fusobacterium nucleatum ATCC 10953</td><td>American Type Culture Collection</td><td>n/a</td><td>복합 생물막 모델에 사용되는 미생물 중 하나</td></tr><tr><td>Fusobacterium nucleatum subspecies (subspp.) vincentii DSM 19507</td><td>Leibniz Institute DSMZ</td><td>n/a</td><td>복합 생물막 모델에 사용되는 미생물 중 하나</td></tr><tr><td>GraphPad Prism (Version 10)</td><td>GraphPad Software, Inc</td><td>n/a</td><td>그래프 생성 및 데이터 분석용&nbsp;</td></tr><tr><td>Human IL-8 ELISA kit (플레이트가 있는 비코팅 ELISA 키트)</td><td>Thermo Fisher Scientific (Invitrogen)</td><td>88-8086-86 (10 x 96 테스트용)</td><td>사용한 조직 매체의 단백질 평가를 위한 ELISA 키트 및 플레이트</td></tr><tr><td>Human Oral Epithelium (HOE)&nbsp;</td><td>Episkin</td><td>n/a (made to order)</td><td>공동 배양 모델 시스템에 사용되는 상피 조직</td></tr><tr><td>접종 루프 (일회용, 10 &micro; L 또는 이에 상응하는 것)&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>12870155 (1000개 팩)</td> <td>고체 및 액체 매체에서의 미생물 배양을 위한</td></tr><tr><td>MicroAmp Fast Reaction 96-well qPCR 플레이트 (0.1 mL)&nbsp;</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>4346907 (10 플레이트용)</td> <td>조직의 qPCR 유전자 발현 프로파일링</td></tr><tr><td>마이크로뱅크 비드</td><td>Pro-Lab Diagnostics</td><td>PL.170</td><td>미생물의 저장 및 보존&nbsp;</td></tr><tr><td>Thermo</td><td>Fisher Scientific</td><td>AM9935 (10 x 1.5 mL)</td><td>RT-PCR 등급 물, qPCR 실험용 물&nbsp;</td></tr><tr><td>페트리 접시 (90mm)</td><td>Fisher Scientific (Sterilin)&nbsp;</td><td>11309283 (500개 팩)</td> <td>미생물 배양을 위한 한천 플레이트 준비에 사용</td></tr><tr><td>인산염 완충 식염수(PBS)</td><td>Thermo Fisher Scientific&nbsp;</td><td>18912014 (100정 팩)</td><td>미생물 표준화 및 생물막 세척 단계를 위한 PBS</td></tr><tr><td>Rneasy 미니 키트</td><td>Qiagen</td><td>74106 (250 반응용)</td><td>조직 기반 RNA 추출 키트&nbsp;</td></tr><tr><td>Roswell Park Memorial Institute 1640 미디엄</td><td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>R7755-10L (10L용)&nbsp;</td><td>생물막 배양을 위한 미디어&nbsp;</td></tr><tr><td>RT2 프로파일러 어레이</td><td>Qiagen</td><td>330171 (맞춤형)</td><td>qPCR 어레이는 유전자 발현 프로파일링을 위한 준비된 프라이머를 포함하고</td></tr> 있습니다. <tr><td>Schaedler anaerobe agar base</td><td>Merck: Sigma-Aldrich (Millipore)</td><td>91019 (for 500 g)</td><td>Fastdious Anaerobic Agar plates를 준비하는 데 사용됩니다.</td></tr><tr><td>Schaedler 혐기성 육수</td><td>Thermo Fisher Scientific&nbsp;</td><td>CM0497B (500 g용)</td><td>혐기성 미생물 성장을 위한 액체 매체</td></tr><tr><td>Screw-cap Beadbug O-Ring tube&nbsp;</td><td>Scientific Laboratory Supplies</td><td>Z763837-1000EA (1000개 팩)</td><td>Bead Mill 24 homogenizer에서 사용, 용해 조직</td></tr><tr><td>초음파 처리 목욕</td><td>Fisher Scientific (Fisherbrand)</td><td>n/a</td><td>HA 디스크에서 생물막의 초음파 처리용&nbsp;</td></tr><tr><td>연쇄상구균 intermedius DSM 20753&nbsp;</td><td>Leibniz Institute DSMZ</td><td>n/a</td><td>복합 생물막 모델에 사용된 미생물 중 하나</td></tr><tr><td>Streptococcus mitis NCTC 12261</td><td>National Collection of Type Cultures</td><td>n/a</td><td>복합 생물막 모델에 사용된 미생물 중 하나</td></tr><tr><td>Streptococcus oralis NTCC 11427&nbsp;</td><td>National Collection of Type Cultures</td><td>n/a</td><td>복합 생물막 모델에 사용되는 미생물 중 하나</td></tr><tr><td>SYBR-green (qPCRBIO SyGreen Mix Hi-ROX)</td><td>PCR Biosystems</td><td>PB20.12</td><td>SYBR-green mix for qPCR&nbsp;</td></tr><tr><td>Todd Hewitt 국물</td><td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>T1438&nbsp;</td><td>생물막 배양을 위한 미디어&nbsp;</td></tr><tr><td>Tryptone soya broth (TSB) medium</td><td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>22092 (for 500 g)</td><td>액체 매체 에어로빅 미생물 성장을 위한</td></tr><tr><td>Tweezers (150 mm, 스테인리스 스틸, 톱니 모양)</td><td>RS-Pro&nbsp;</td><td>545-187</td><td>HA 디스크 및 조직 삽입물/조직 추출물을 이동하는 데 사용됩니다.</td></tr> 범용 <tr><td>튜브&nbsp; (30mL)</td><td>Greiner Bio-One</td><td>201150 (400개/백)</td><td>액체 배양에서 미생물을 배양하기 위한 용기&nbsp;</td></tr><tr><td>Veillonella dispar NCTC 11831</td><td>National Collection of Type Cultures</td><td>n/a'</td><td>복합 생물막 모델에 사용되는 미생물 중 하나</td></tr><tr><td>&베타;-메타캅토에탄올</td><td>Merck: Sigma-Aldrich</td><td>M3148</td><td>RNase 조직 샘플에서</td></tr></tbody></table> 비활성화

in vitro에서 숙주-병원체 상호 작용을 조사하기 위한 유기형 조직 모델 시스템

Organotypic Tissue Model Systems for Investigating Host-Pathogen Interactions In Vitro

이 실험에서는, HOE는 구강 건강에서 잇몸의 염증에 교대의 대표자를 포함하는 7 종 biofilm sonicate에 드러냈습니다 (치은염으로 알려져 있는). 이 질병은 치아 표면에 치태가 쌓여 발생하는 미생물 교란으로 인한 치은 또는 구강 상피 조직의 염증으로 인해 발생합니다. 자극 후, 조직 및 사용된 배지는 위에서 논의한 바와 같이 전사 및 단백체 분석에 사용됩니다. 이 실험을 위해 염증성 바이오마커 패널의 유전자 발현은 생물막 초음파 처리로 자극 후 조직에서 검출되었습니다(그림 2). 이는 16개의 서로 다른 유전자를 포함하는 맞춤형 RT2 PCR 프로파일러 어레이를 사용하여 달성되었으며, 유전자 발현은 하우스키핑 유전자 GAPDH에 대한 정상화 후 자극되지 않은 조직에 대한 접힘 변화로 나타났습니다. 미생물 자극은 CXCL5를 제외한 모든 유전자의 발현을 증가시켰으며, NFKB, CCL2, CXCL1, CXCL3, CSF2, CSF3, TNF, IL1A, IL1B 및 TLR4 에서 통계적 차이가 나타났습니다(그림 2A). CCL2, CXCL1 및 CSF3에서 각각 16.9, 10.3 및 15.1의 증가로 가장 큰 폴드 변화가 관찰되었습니다(그림 2B).
사용한 HOE 배지는 자극 후 조직에서 생성 및 방출되는 단백질을 검출하기 위한 단백질체학 분석에 사용되었습니다. 이는 유전자 발현이 단백질 생산과 상관관계가 있는지 확인하는 데 유용합니다. 이를 위해 대조 조직 및 생물막-초음파 자극 조직에서 IL8 유전자 발현 및 IL-8 단백질 방출을 평가했습니다(그림 3). 유전자 발현은 앞서 설명한 바와 같이 IL8 및 GAPDH에 대한 프라이머와 함께 SYBR-green 기반 qPCR을 사용하여 평가되었습니다3. HOE에서 IL8 mRNA 발현은 생물막 초음파 처리로 자극한 후 8.67배 증가했습니다(그림 3A). 단백질 수준에서 IL-8 수준은 IL-8 ELISA 키트를 사용하여 정량화되었습니다. 사용된 배지에서 IL-8의 농도는 대조 조직에서 ~1.005ng/mL에서 생물막-초음파 자극 조직에서 ~4.245ng/mL로 증가했습니다(그림 3B).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67487/67487fig01.jpg"> 
그림 1: 유기형 조직 공동 배양 모델의 다양한 응용 분야. 미생물의 표준화된 현탁액을 조직에 직접 적용하여 종-숙주 상호 작용을 조사합니다(A). 이들은 종종 단기간(예: &lt;24시간) 동안 미생물 집락화를 평가하는 데 사용됩니다. 복잡한 생물막을 초음파 처리하여 분산된 세포 또는 생물막 응집체가 조직(B)에 미치는 영향을 조사합니다. 이것은 이전에 그러한 세포가 플랑크톤 또는 생물막 대응물과 비교하여 독특한 표현형을 가지고 있음을 보여주었기 때문에 중요합니다. 이를 위해 온전한 생물막을 더 작은 삽입물을 추가로 사용하여 조직에 직접 추가하여 숙주(C)와 인접한 노출을 생성할 수 있습니다. 마지막으로, 플랑크톤 세포를 적절한 배양 배지의 조직에 첨가하여 조직의 미생물 집락화, 생물막 형성 및 성장 역학을 평가합니다(D). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67487/67487fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67487/67487fig02.jpg"> 
그림 2 : 7 종 생물막 초음파 처리로 자극 후 HOE 조직의 유전자 발현.mRNA 발현 폴드 변화는 총 15 개의 염증성 유전자 인 GAPDH로 정규화 된 HOE 조직 제어, 자극되지 않은 샘플 및 100 μL의 7 종 생물막 초음파 처리 (A)에 노출되었습니다. mRNA 발현에서 가장 높은 변화를 보이는 3개의 유전자(CCL2, CXCL1, CSF3)는 (B)에 나타나 있습니다. 통계적 분석은 파라메트릭 비쌍체 T-검정을 사용하여 수행되었으며, 각각 *p &lt; 0.05, **p &lt; 0.01 및 ***p &lt; 0.001로 유의미한 변화가 나타났습니다. 데이터는 통계 및 그래프 소프트웨어를 사용하여 플롯되고 분석되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67487/67487fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/67487/67487fig03.jpg"> 
그림 3: HOE 조직에서 생성되는 IL8 유전자 발현 및 IL-8 단백질 수준. ELISA 방법론(B)을 사용하여 사용한 조직 배지에서 정량화된 SYBR-green 기반 qPCR(A) 및 IL-8 단백질 수준에 의해 측정된 HOE 조직에서 IL8의 mRNA 발현 폴드 변화. 통계적 분석은 모수적 쌍체를 이루지 않은 T-검정을 사용하여 수행되었으며, 각각 *p &lt; 0.05 및 ****p &lt; 0.0001로 유의미한 변화가 나타났습니다. 데이터는 통계 및 그래프 소프트웨어를 사용하여 플롯되고 분석되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/67487/67487fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

In vitro에서 숙주-병원체 상호 작용을 조사하기 위한 유기형 조직 모델 시스템

Recapitulating the host-pathogen interface at the epithelial or mucosal barrier in vitro remains a challenging prospect for infection biologists. While ...

organotypic-tissue-model-systems-for-investigating-host-pathogen

Research

연구

JoVE Journal

Immunology and Infection

면역학 및 감염학

Source: Alshehri, M. et. al., Organotypic Tissue Model Systems for Investigating Host-Pathogen Interactions In Vitro. J. Vis. Exp. (2025)This video demonstrates a co-culture model using multi-species oral biofilms and human oral epithelium. It highlights epithelial immune activation and enables the downstream analysis of host-pathogen interaction.

A Transwell Tissue Model for Studying Interactions Between Human Oral Biofilms and Epithelium

이 비디오에서는 쥐의 장 조직 조각과 특정 장내 세균 간의 상호 작용을 연구하기 위해 생체 외 장 장기 배양 시스템을 설정하는 방법론을 설명합니다. 이 장치는 두 쌍의 입력-출력 포트로 구성되며, 첫 번째는 장 조직 내강을 연결하고 특정 박테리아 현탁액을 공급하고, 두 번째는 생체 외 조직 생존력을 유지하기 위해 장치의 웰에 매체를 지속적으로 공급합니다.

숙주-미생물총(Microbiota) 상호작용을 연구하기 위한 생체 외 장기 배양 시스템

숙주-병원체 상호 작용에 대한 체외 연구는 특정 면역 반응의 특성을 규명할 수 있지만 복잡한 반응의 영향을 관찰하려면 생체 내 모델이 필요합니다. 칸디다 알비칸스(Candida albicans) 노출 후 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 매개 폐 감염을 사용하여 인공호흡기 관련 폐렴 병원성과 관련된 미생물 상호 작용에 대한 쥐 모델을 확립했습니다.

미생물 커뮤니티를 공부<em&gt; 생체</em&gt; 사이에 호스트 매개 상호 작용의 모델<em&gt; 칸디다 알비 칸스</em&gt; 및<em&gt; 녹농균</em&gt; 항공에

생체 외 장기 배양은 온전한 조직 구조의 맥락에서 생물학적 과정을 조사할 수 있게 해줍니다. 여기에서는 장내 선천면역 및 항균 숙주 방어를 연구하는 데 사용할 수 있는 마우스 결장의 체외 배양 방법을 소개합니다.

그만큼<em&gt; 전의 VIVO</em항균 호스트 방어 연구에&gt; 콜론 오르간 문화와 그것의 사용

창 자 미생물 호스트 상호 작용은 합성 구두 커뮤니티, 생체 외에서 위장 소화, 그리고 소장 상피의 모델을 결합 하 여 새로운 접근 방식을 사용 하 여 평가 됐다. 우리 세포 침입 병원 체와 다중 종 biofilms의 평가 또는 테스트 probiotic 정립 생존 적응 될 수 있는 방법 제시.

생체 외에서 직감 호스트 미생물 인터페이스에 합성 세균 컨소시엄의 생존 능력을 평가

우리 둘 다 생체 외에서 그리고 vivo에서 감염 분석 호스트 인코딩 요인의 활동을 분석 하는 데 사용할 수 있습니다 설명 합니다.

셀룰러 및 Organismic 수준 호스트 응답 세균성 병원 체 프로브를 사용 하 여

이 문서는 전 생체 내 실험을 위한 새로운 창자 기관 배양 시스템을 사용하여 호스트-미생물군유전체 상호 작용을 분석하기 위한 독특한 방법을 제시합니다.

호스트-미생물군유병 상호 분석을 위한 장 내 장관 장기 배양 시스템

여기서는 기본 3차원(3D) 장 세포주 모델 시스템과 고정 장 등가물의 광학 현미경 평가를 위한 파라핀 임베딩 프로토콜을 구성하는 방법을 설명합니다. 선택한 단백질의 염색을 통해 단일 실험에서 여러 시각적 파라미터를 분석하여 전임상 약물 스크리닝 연구에 사용할 수 있습니다.

면역 성분이 있는 기본 3차원(3D) 장 모델 시스템

엔테로이드는 조직 생리학 및 병태생리학, 약물 개발 및 재생 의학을 연구하기 위한 새로운 모델로 부상하고 있습니다. 여기서는 관련 조직 세포 유형과의 공동 배양을 허용하는 소 일차 세포 2D 장내 유래 배양 시스템에 대해 설명합니다. 이 모델은 위장 연구 모델링을 위한 중개적 이점을 제공합니다.

중개 생물의학 연구에 응용하기 위한 소 1차 장내염 유래 2차원 단층 배양 시스템 생성

이 프로토콜은 2D에서 성장된 쥐 전립선 오가노이드 기반 모델 생성을 설명합니다. 이 과정에는 오가노이드 해리, 세포 시딩, 분화, 상피 완전성 평가, 그리고 요로병원성 대장균에 의한 시험관 내 감염이 포함됩니다. 이 모델은 끝부분 접근성을 제공하며 숙주-병원체 상호작용 연구에 적합하여 전통적인 3D 오르가노이드 시스템의 한계를 극복합니다.

숙주-병원체 상호작용 연구를 위한 마우스 전립선 오가노이드 기반 모델 생성

이 연구는 조직 줄기세포에서 유래한 장 오가노이드를 이용한 세균 감염의 시험관 내 조사 방법을 제시합니다. 이 프로토콜은 2차원에서 오가노이드를 배양하고 구분하는 방법, 침착성 대장균으로 감염시키는 방법, 그리고 상피 장벽 돌파, 감염 영상, 상피 RNA 반응 등 주요 측정값을 평가하는 방법을 설명합니다.

숙주-박테리아 상호작용을 연구하기 위한 침입 또는 저저막 추출물에 적용한 2차원 오가노이드 배양

배우세요 인체 구강 상피 유기형 조직 모델을 활용한 숙주-병원체 상호 작용 연구 방법을. 바이오필름 자극에 따른 염증 바이오마커 상향 조절을 분석하여 구강 질환 치료 개발에 활용할 수 있습니다.

In vitro에서 숙주-병원체 상호 작용을 조사하기 위한 유기형 조직 모델 시스템

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